Saraf Glomerulus, Penyebab Otak Nyamuk Menggigit Manusia

NYAMUK diketahui memanfaatkan indera penciumannya untuk menemukan manusia. “Ada lebih dari 3.000 spesies nyamuk secara total, tapi hanya beberapa nyamuk yang berspesialisasi dalam menggigit manusia,” ujar Zhilei Zhao, peneliti postdoctoral neurobiologi dan perilaku di Cornell University seperti dikutip dari Live Science.

Tim meneliti satu spesies nyamuk Aedes aegypti yang menunjukkan preferensi luar biasa untuk menggigit manusia dibandingkan memakan hewan lain

“(Nyamuk) Aedes aegypti menyukai manusia. Hewan ini menyukai bau kita,” tutur Matthew DeGennaro, ahli saraf dan profesor di Florida International University, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. 

Baca juga : Sebuah Studi Ungkap Aroma Kulit Manusia yang Memikat Nyamuk

Akan tetapi, nyamuk ini dapat membawa beragam patogen yang menyebabkan penyakit seperti Zika, demam berdarah, chikungunya, dan demam kuning ke manusia yang tergigit. Adapun penelitian sebelumnya diterbitkan di jurnal Nature Communications, menunjukkan nyamuk Aedes aegypti dapat mencium bau karbon dioksida yang dihembuskan manusia, dan menggunakan isyarat kimia ini untuk menemukan daging manusia yang kemudian digigit. 

Terbaru, tim peneliti menemukan hama juga dapat mencium komponen spesifik dari keringat manusia, termasuk asam laktat. Sementara itu, penelitian lainnya menemukan nyamuk menyukai linen Brevibacterium, bakteri yang ditemukan di kaki manusia. 

Membedah otak nyamuk 

Meskipun bau ini juga keluar dari hewan, nyamuk masih menargetkan manusia sebagai mangsa potensialnya. Studi Zhao tentang bagaimana nyamuk mendeteksi bau manusia dan menemukan solusi yang mungkin untuk misteri tersebut dengan memperbesar otak nyamuk.

Baca juga : Studi Pelajari Lagu Pemenang Grammy yang Bisa Mengusir Nyamuk Aedes Aegypti, Pernah Dengar?

Untuk melakukannya, para peneliti menggunakan teknik penyuntingan gen atau CRISPR-Cas9, untuk menyambungkan gen protein fluoresen ke dalam DNA nyamuk Aedes argypti betina dikarenakan spesies jantan meminum nektar dibandingkan menggigit manusia. 

Setelah dimasukkan, gen mengarahkan sel nyamuk untuk menempelkan protein fluoresen ke dalam sel saraf tertentu, atau neuron, pada serangga, yang saat neuron ini diaktifkan, protein bersinar sebagai respons. "Jadi ketika neuron aktif, fluoresensi meningkat," kata Zhao, yang merupakan mahasiswa doktoral di Universitas Princeton pada saat penelitian dilakukan. 

Dengan cara ini, tim mengilhami pusat pemrosesan bau di otak nyamuk dengan protein yang menyala tersebut, dan memasukkan protein ke dalam organ pendeteksi aroma pengisap darah, seperti antena dan palp rahang atas, yang berukuran kecil. 

Baca juga : Nyamuk Pembawa DBD Mengigit saat Pagi dan Sore, Kenali Habitatnya!

Peneliti kemudian memaparkan nyamuk pada sampel aroma yang dikumpulkan dari berbagai hewan, termasuk tikus, marmut, burung puyuh, domba, anjing, dan manusia, masing-masing sampel aroma ini mengandung campuran senyawa berbeda yang dilepaskan oleh hewan. Untuk melihat area otak nyamuk yang menyala sebagai respons terhadap wewangian yang berbeda, tim mengiris kepala kecil serangga tersebut.

"Otaknya (nyamuk) sangat kecil, hanya sekitar 0,01 inci (0,5 milimeter),” papar Zhao. 

Bekerja di bawah mikroskop, tim akan mengupas kutikula luar yang menutupi kepala nyamuk, dengan hati-hati memperlihatkan otak serangga yang dipenuhi fluoresensi. Nyamuk tetap hidup selama prosedur yang rumit. "Tangan harus stabil, jika tidak hanya akan menghancurkan otak," tambah dia. 

Baca juga : Perubahan Iklim Picu Peningkatan Demam Berdarah: Penyebab, Dampak, dan Langkah Pencegahan

Tim menemukan, satu bundel saraf bulat, yang dikenal sebagai glomerulus, menunjukkan reaksi kuat terhadap bau manusia tetapi reaksi lemah pada bau binatang. Disebutkan, saraf glomerulus peka terhadap manusia (H). Glomerulus yang berbeda (berlabel A) menunjukkan pola yang berlawanan, bereaksi kuat terhadap bau hewan tapi tidak terhadap manusia, dan glomerulus ketiga (berlabel B) bereaksi kuat terhadap semua bau uji.

Senyawa pada tubuh manusia

Untuk lebih memahami pola aktivasi tersebut, tim memecah wewangian hewan menjadi senyawa komponennya, untuk menganalisisnya secara individual dan dalam campuran yang berbeda. Tim menunjuk dua senyawa, dikenal sebagai decanal dan undecanal, yang secara konsisten muncul dalam jumlah besar pada sampel aroma manusia tetapi dalam jumlah rendah pada sampel hewan.

Senyawa ini berbau manis dan jeruk, mirip dengan kulit jeruk, dan ditemukan dalam sebum manusia, minyak yang diproduksi oleh kelenjar di kulit. Glomerulus H yang baru diidentifikasi tampaknya secara khusus disesuaikan dengan senyawa ini, bereaksi sangat kuat terhadap campuran sintetis keduanya. 

Sementara itu, glomerulus B hanya bereaksi ringan terhadap aroma ini dan glomerulus A tidak bereaksi sama sekali. Nyamuk A. aegypti menunjukkan ketertarikan yang mendalam terhadap campuran tersebut, bahkan terbang ke arahnya dalam tes yang dilakukan di terowongan angin. Hal ini mengisyaratkan aktivitas dekanal, undekanal, dan glomerulus H yang dipicu oleh senyawa tersebut adalah kunci bagaimana nyamuk melacak inang manusia. 

"Sungguh menakjubkan bagi saya bahwa hanya ada satu glomerulus yang pola aktivasinya khusus untuk manusia. Saya kira ada lebih banyak lagi," jelas DeGennaro.

Namun, glomerulus H kemungkinan tidak bekerja dalam isolasi yang lengkap. Nyamuk memiliki sistem sensor pendeteksi kimia lainnya, selain neuron, yang juga membantu mereka masuk ke dalam inang. Glomerulus H tampaknya menjadi pendorong utama perilaku perburuan manusia oleh nyamuk A. aegypti.

Peneliti tidak menguji terkait aktivitas pemblokiran di glomerulus H, yang akan bergeser preferensi nyamuk Aedes aegypti menjauh dari manusia dan menuju hewan, tapi ini bisa menjadi jalan yang menarik untuk penelitian.

Para ilmuwan dapat mengembangkan formula kimia yang mengurangi aktivitas glomerulus H, sehingga membuat pengusir nyamuk lebih efektif. (H-2)